Geotermikus energiahasznosítás - hőszivattyú

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Geotermikus energiahasznosítás - hőszivattyú"

Fanni Vass
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 Geotermikus energiahasznosítás - hőszivattyú Viczai JánosJ egyetemi adjunktus BME Építész Kar Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék

2 Egy kis törtt rténelem Működési elve már m r régóta r ismert, gyakorlatilag azonos a hűtőgépévelh Olajváls lság g idején n került előtérbe Energiabiztonság Környezetvédelem

3 A hőszivattyh szivattyú kedvező tulajdonságai Széles körben k alkalmazható Hőforrásként bármi b szóba jöhet, j ami kellő hőfokon és s mennyiségben rendelkezésre áll Megfelelő tervezéssel nagyon jój hatásfokkal üzemeltethető Magyarország g adottságai különösen k kedvezőek ek

és s mennyiségben rendelkezésre áll Megfelelő tervezéssel nagyon jój

4 A hőszivattyh szivattyú működési elve A hőszivattyh szivattyú -a természetes hőáramlással ellentétes tes irány nyú körfolyamatban- az alacsony hőmérsékletű környezeti hőforrh forrás hőjét t emeli -mechanikai munka befektetése árán- egy magasabb hőmérsékleti szintre, egy olyan értékre, amelyen a hőh már hasznosíthat tható.

környezeti hőforrh forrás hőjét t emeli -mechanikai munka befektetése árán- egy

5 A hőszivattyh szivattyú működési elve Működésmódját t tekintve gyakorlatilag megegyezik a hűtőgépekkel. h A különbség g a körfolyamat k hőmérséklethatáraiban és s a felhasználás s céljc ljában van. Főbb berendezései: kompresszor, elpárologtat rologtató,, kondenzátor, fojtószelep

h A különbség g a körfolyamat k hőmérséklethatáraiban és s a

6 A hőszivattyh szivattyú működési elve

7 A Carnot körfolyamat A Carnot körfolyamat a hőszivattyh szivattyúk alapvető termodinamikai körfolyamatak Ideális eset, valóságban nem valósíthat tható meg a veszteségek miatt Ezzel a körfolyamattal k működtethetm dtethető a legjobb hatásfokú hőszivattyúzás s adott hőmérséklethatárok között k Összehasonlító körfolyamatként használj lják hőszivattyúk értékeléséhez

a körfolyamattal k működtethetm dtethető a legjobb hatásfokú hőszivattyúzás s adott

8 Hőszivattyúk értékelésére használt mutatósz számok A Carnot körfolyamat fűtési f teljesítm tmény tényezője (ideális eset): ε FC = Q W C = T C TC T = T T A hőszivattyh szivattyú fűtési teljesítm tmény tényezt nyezője: 0 C ε F = ( COP) = Q W C

eset): ε FC = Q W C = T C TC T = 0 1 1 T T A hőszivattyh

9 Hőszivattyúk értékelésére használt mutatósz számok A hőszivattyh szivattyú jósági foka : η = J ε F ε FC

10 A hőszivattyh szivattyú teljesítm tménytényezőjét t befolyásol soló paraméterek A hőforrh forrás s hőmérsh rséklete: T0 Ha T 0 nő akkor W csökken, tehát ε F nő A hőleadás hőmérséklete: T C Ha T C csökken, akkor W csökken, tehát ε F nő A hőszivattyh szivattyú elemeinek szerkezeti kialakítása, veszteségei

csökken, tehát ε F nő A hőleadás hőmérséklete: T C Ha T C csökken, akkor W

11 Hőszivattyúk k csoportosítása sa a felhasználás s módja m szerint

12 A hőszivattyh szivattyúk k csoportosítása sa az alkalmazott hőforrh forrás s alapján Levegő/folyad /folyadék k hőszivattyh szivattyúk Kültéri elhelyezés Beltéri elhelyezés Levegő/leveg levegő hőszivattyúk Folyadék/ k/folyadék hőszivattyúk Zárt rendszerek Talajkollektoros rendszerek Talajszondás s rendszerek Élővizek hőjének h hasznosítása sa Nyitott rendszerek

Levegő/leveg levegő hőszivattyúk Folyadék/ k/folyadék hőszivattyúk Zárt rendszerek

13 Levegő/folyad /folyadék hőszivattyúk Hőforrás: külsk lső levegő Hasznos hőhordozh hordozó: : vízv Gazdaságos üzem 5 C 5 C külsk lső hőmérsékletig, ez alatt kiegész szítő hőforrás s szüks kséges Nagy levegő térfogatáramok ramok miatt nagyobb méret, m jelentősebb zajterhelés

hőmérsékletig, ez alatt kiegész szítő hőforrás s szüks kséges Nagy

14 A levegő/folyad /folyadék k hőszivattyh szivattyú kültéri elhelyezése

15 A levegő/folyad /folyadék k hőszivattyh szivattyú beltéri elhelyezése

16 Levegő/leveg levegő hőszivattyúk Ezek terjedtek el a legjobban (olcsó) Gazdaságosan többnyire t csak hűtésre h használhat lható Két t részbr szből áll: Beltéri egység g (hőcser cserélő+ventilátor) tor) Kültéri egység g (kompresszor, hőcserh cserélő, expanziós s szelep, ventilátor) tor)

szből áll: Beltéri egység g (hőcser cserélő+ventilátor) tor) Kültéri

17 Levegő/leveg levegő hőszivattyúk

18 Folyadék-folyad folyadék hőszivattyúk Hőforrás s lehet: Talaj Talajvíz Élővizek Abszorber Hőelnyelő felületek letek

19 Zárt rendszerek Talajkollektoros rendszer 1,6-2 2 m mélyen m fektetett csőkígy gyó segíts tségével nyerik ki a hőth Nagy kiáshat sható földfelületre letre van szüks kség Élővilágot károsk rosíthatja, mert erősen lehűti a talajt Esővíz z elszivárg rgását t gátolhatjag Ebben a mélysm lységben a földkf ldkéreg által elnyelt napsugárz rzásnak nagy hatása van A talaj hőmérsh rséklete az év v folyamán periodikusan változik

mert erősen lehűti a talajt Esővíz z elszivárg rgását t gátolhatjag Ebben a mélysm lységben a földkf

20 Zárt rendszerek Talajkollektoros rendszer

21 Zárt rendszerek Talajkollektoros rendszer

22 Zárt rendszerek Talajszondás s rendszer Kb. 120mm átmérőjű,, m mély m furatok Egymást stól l 5m távolst volságra, így nincs szüks kség g nagy földfelületreletre Meg kell vizsgálni, hogy az adott terület geológiailag giailag alkalmas-e e a fúrásraf A talaj hőmérsh rséklete ebben a mélysm lységben gyakorlatilag évszaktól l függetlenf ggetlenül állandó A geotermikus energia forrása a magmában keletkező hő

23 Zárt rendszerek Talajszondás s rendszer

24 Zárt rendszerek Talajszondás s rendszer

25 Zárt rendszerek Élővizek hőjének h hasznosítása sa Tó,, vagy folyó aljára fektetett csőkígy gyó Megfelelő mélység g esetén n a hőforrh forrás hőmérséklete egész évben állandó Nagy előnye, hogy megspóroljuk vele a drága földmunkf ldmunkák k költsk ltségét Káros lehet az élővilágra, ezért nem mindig alkalmazható

26 Zárt rendszerek Élővizek hőjének h hasznosítása sa

27 Nyitott rendszerek A talajvizet kútbk tból l nyerik, majd hőelvonh elvonás után n visszavezetik A talajvíz z hőmérsh rséklete egész évben 10 C körüli Nem igényel nagy beruházási költsk ltséget Az előírt vízminv zminőségi határért rtékeket be kell tartani, vízkezelv zkezelésről l gondoskodni kell A víz v z kinyerése hatósági engedélyez lyezést igényel

28 Nyitott rendszerek

29 Monitoring T belső T külső Pf. Előre Pf. Vissza Talajvíz be Talajvíz ki Motor 00:00:02 00:41:32 01:22:58 02:04:27 02:45:57 03:27:25 04:08:53 04:50:21 05:31:49 06:13:16 06:54:44 07:36:14 08:17:42 08:59:10 09:40:38 10:22:06 11:03:34 11:45:03 12:26:31 13:07:59 13:49:27 14:30:55 15:12:21 15:53:52 16:35:20 17:16:46 17:58:16 18:39:42 19:21:11 20:44:09 21:25:37 22:07:05 22:48:33 23:29:59 20:02:39

30 Hőszivattyú illesztési si lehetőségei a fűtési f rendszerbe

31 Mikor éri meg hőszivattyút t alkalmazni? Rendelkezésre áll-e e megfelelő hőforrás? Van-e e vezetékes földgf ldgáz? Szüks kséges-e e nyáron hűtés, h klimatizálás? Rendelkezésre áll-e e a megfelelő anyagi fedezet? Környezettudatos építkezés, energiafelhasználás? s? Meglévő épület esetén n a hőleadó berendezések alkalmasak-e e hőszivattyh szivattyús fűtésre?

32 A hőszivattyh szivattyú ökológiai mérlege A villamos energia felhasználás s során jelentős erőművi és s száll llítási veszteségek lépnek fel. Nem érdemesebb-e e a földgf ldgázt közvetlenk zvetlenül épületfűtésre használni?

33 A hőszivattyh szivattyú ökológiai mérlege

34 A hőszivattyh szivattyú ökológiai mérlege Hőszivattyú ökológiai mérlegm rlegének, illetve gazdaságoss gosságának növeln velése: Villamosenergia termelés s hatékonys konyságának nak növelése (kogener( kogeneráció, trigeneráci ció) Teljesítm tménytényező (COP) növeln velése Magasabb hőmérsh rsékletű hőforrás Alacsonyabb hőmérsh rsékletű hőleadás az épületben Hatékonyabb hőszivattyh szivattyú berendezések (kisebb veszteségek)

35 Köszönöm m a figyelmet!

Hasonló dokumentumok

Hőszivattyú hőszivattyú kérdései

Hőszivattyú hőszivattyú kérdései Mi is az a hőszivattyú? A hőszivattyú egy olyan eszköz, amely hőenergiát mozgat egyik helyről a másikra, a közvetítő közeg így lehűl, vagy felmelegszik. A hőenergiát elvonjuk